Из стационарного прямого электроотопления наиболее современными и эффективными считаются длинноволновые (инфракрасные) обогреватели, которые, к сожалению, менее всего известны Российскому потребителю. Это отопление в корне меняет наше привычное представление о распределении температур в обогреваемом помещении.

Будучи установленном на потолке, оно формирует инфракрасный тепловой поток энергии, который, аналогично солнечным лучам, не греет воздух. Тепло равномерно передается предметам, за счет чего их температура выше температуры окружающего воздуха, одновременно внизу воздух оказывается теплее, чем вверху. Такой характер отопления оказывается более приятным и комфортным.

Именно этот принцип отопления и сопровождает человека весь его исторический путь. Солнечная тепловая энергия - это классический пример. Тепло от костра в холодный вечер, камин - примеры этого принципа отопления.

Тепловое излучение представляет собой электромагнитную энергию. Интенсивность теплового потока и его характеристики зависят непосредственно от температуры и поверхности излучающих объектов.

Инфракрасный спектр длин волн находится в интервале 1 x 10^-6 мкм - 1 х 10^-3мм, причем коротковолновая составляющая ИК-излучения формируется при температурах выше 750 ⁰C. Естественно ультрафиолетовое излучение, видимый свет и радиоволны не попадают в эту область.

Чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Температура излучающей поверхности инфракрасных обогревателей от 100 ⁰C до 950 ⁰C, в зависимости от области применения.

Для жилых зданий с высотой потолков 2,5 - 3,5 м допустима температура излучающей поверхности

100 - 120 ⁰С. Это наиболее мягкое и безопасное излучение, которое является более безвредным, чем костер или камин.

Для открытых площадок, балконов с высотой более 3,5 м могут быть использованы температуры излучающей поверхности до 950 ⁰С. Следовательно, используемый для отопления тепловой спектр частот безвреден для человека, что подтвердили испытания, как независимых исследователей, так и фирм изготовителей. Сертификаты соответствия, выданные российскими службами, и соответствующие Европейские сертификаты подтверждают безопасность этих приборов.

Фирмы-изготовители производят оборудование в основном потолочного крепления практически для любого класса помещений: жилых, влажных, производственных, сельскохозяйственных и даже взрывоопасных.

Ряд фирм производят напольные и настенные излучающие обогреватели.

Некоторые фирмы предлагают ИК-оборудование, использующее в качестве энергоносителя газ. Есть и другие, более экзотические варианты использования тепловых лучей.

По сравнению с конвекционным отоплением, где нагревается воздух и от него нагреваются предметы, при длинноволновом инфракрасном отоплении в первую очередь нагреваются предметы, а затем, от предметов тепло передается воздуху. На рис. N 1 и 2 показаны принципы конвекционного и излучающего отопления.

Исследования показали, что при конвекционном отоплении, температурный градиент по высоте составляет 1,7 - 2,5 ⁰С/м, причем, теплый воздух естественным образом оказывается вверху, а холодный внизу. Это особенно существенно для дачного и коттеджного строительства, а так же первых и полуподвальных этажей городских многоэтажных зданий. При этом разница температур между полом и потолком достигает 6 - 7 ⁰С.

При инфракрасном отоплении температура у поверхности пола выше, чем у потолка, температурный градиент приблизительно составляет 0,3 ⁰С/м. В этих условиях комфортная температура на высоте 1,5 м может быть понижена на 2 - 3 ⁰С без ущерба для человека, так как температура пола будет составлять 18 - 19 ⁰С.

За счет существенного снижения затрат на отопление потолочной части и снижения комфортной температуры инфракрасное отопление для жилых помещений на 20 - 25 % экономичнее конвекционного.

Некоторую экономию электроэнергии может дать локальный или зональный обогрев. Например, рабочий стол и его окружающая зона может иметь более комфортный температурный режим, чем все остальное помещение. Установленные инфракрасные обогреватели обеспечат тепловой режим без сквозняков и опасных для здоровья вентиляторов. Особенно эффективно такое отопление для помещений с высокими потолками (склады, ангары, спортзалы, бассейны). Экономия достигает 50 - 80 % за счет того, что нет необходимости прогревать до 80 % объема, а конвекция теплого воздуха очень незначительна.

Как уже отмечалось, ИК - обогреватели потолочного крепления по конструктивному исполнению и функциональному применению можно разделить на низкотемпературные для жилых и офисных помещений (100 - 120 ⁰С) (Рис.N3) и высокотемпературные для помещений с потолком выше 3,5 метров (выше 200 ⁰С) (Рис.N5).

У первых энергонесущим элементом является распределенный нагреватель, который вмонтирован в металлический короб. Излучающая поверхность обрабатывается специальными материалами, с одной стороны обеспечивающими максимальное поглощение тепла, а с другой стороны материал, который должен гарантировать наибольшую эмиссию лучистой тепловой энергии. У наиболее совершенных приборов коэффициент тепловой эмиссии достигает 0,9. Наружная поверхность делается бугристой, что увеличивает излучающую поверхность в 2 - 3 раза.

Высокотемпературные длинноволновые обогреватели состоят из прямоугольного металлического корпуса, в котором закреплен один или несколько нагревательных элементов, передающих тепло анодированному алюминиевому профилю, который и представляет собой излучающую поверхность. Некоторые фирмы для повышения эмиссионных характеристик наружную поверхность покрывают специальной керамикой, которая позволяет понизить температуру тепловыделяющей поверхности и повысить коэффициент эмиссии теплового потока.

У всех обогревателей между корпусом и нагревательным модулем размещается высококачественный, пожаростойкий теплоизолятор. Одной из разновидностей конструктивного исполнения низкотемпературных ИК - обогревателей являются модели для монтажа в кассетный потолок, например Thermatex, Rockfon, Amstrong (Рис.N4).

Новинка на российском рынке - теплоизлучающие зеркала. Отражающий слой одновременно является и нагревательным элементом. Температура поверхности зеркала не поднимается выше 75 ⁰С и полностью пожаробезопасна. В ванной или сауне такое зеркало не запотевает, не изменяет установленный уровень влажности, вписывается в любой интерьер и экологически безопасно.

Особенности и принцип отопления ИК - обогревателей определяет специфику его использования. Так как нагреваются в первую очередь предметы и пол, желательно понять отличие в обогреве с помощью "теплого пола" и тепловых лучей. Как правило, при монтаже "теплого пола" закладывается мощность 100 - 120 Вт/м². При ИК - отоплении, с учетом стен, на поверхность пола выделяется 40 - 50 Вт/м ². Поэтому достичь существенного потепления пола нельзя. Однако, это компенсируется некоторой экономией затрат на монтажные работы и эксплуатацию, так как нагревается только поверхность пола, ковра и т.п. Сам пол до перекрытий будет представлять собой слой теплоизоляции.

В детских комнатах и спальнях, желательно, чтобы постель, предметы, игрушки были теплее, чем окружающий воздух. В этом также проявляется некоторое качественное преимущество лучистого тепла.

Если у Вас в квартире застеклена лоджия или балкон, то идеальным решением будут именно ИК - обогреватели, так как они избавляют от наледи и запотевания стекол. Они совершенно не требуют места находясь на потолке и более экономичны в плохо утепленных пространствах.

Очень удобны ИК - обогреватели в малоэтажных загородных домах, если люди приезжают туда периодически и влажная уборка делается не ежедневно. При таком способе отопления отсутствуют конвекционные потоки, частицы пыли не поднимаются и не совершают круговорот по жилому помещению после включения отопления на полную мощность, тем самым не вызывается астматический рецидив, сохраняется чистота воздуха и улучшается функционирование слизистых тканей.

Так как стоимость ИК-обогревателей несколько выше конвекторов, устанавливать их желательно в комнатах, где требуется повышенный тепловой комфорт, подогретый пол. Особенно эффективен такой способ отопления для "зимнего сада" или зеленого уголка, так как инфракрасные обогреватели создают естественный для растений микроклимат и экономят электроэнергию.

Важным свойством тепловых лучей является возможность эффективной борьбы с отсыреванием стен, с плесенью и увлажнениями. Они также годятся для прогревания стеклянных поверхностей (витрин, витражей и т.д.), то есть защиты окон ото льда и снега.

Некоторые преимущества ИК - отопления проявляются при их использовании в офисах, магазинах, кафе, ресторанах и т.п. В таких помещениях используются низкотемпературные приборы со всеми положительными свойствами. Чаще всего на таких объектах используются кассетные потолки и встроенная потолочная система отопления повышает тепловой комфорт, не накладывая никаких ограничений на размещение мебели и оборудования.

Потолочное крепление теплоизлучающего оборудования особенно эффективно в магазинах, парикмахерских и т.д. Повышается чистота помещений, так как именно за трубами и радиаторами скапливается трудноубираемый мусор, пыль поднимается значительно меньше, при этом не оседает на продуктах, оборудовании и прочее. Как правило, в местах, где находятся кассовые аппараты и сотрудники, проектируется локальный усиленный обогрев. Таким образом, в зале, где находятся посетители, температура будет ниже, обеспечивая дополнительную экономию электроэнергии. После закрытия учреждения система переводится в экономичный режим, примерно +5 ⁰С. А это составляет примерно 2/3 отапливаемого времени, обеспечивая экономию до 40 - 50 % электроэнергии. Утром, перед открытием, таймер автоматически может включить отопление и довести температуру до дневной, комфортной.

Отсутствие конвекционных потоков способствует чистоте и стерильности помещений в больничных палатах, операционных, санаториях и домах отдыха.

Однако специалисты считают, что основное назначение инфракрасных обогревателей - отопление помещений большого объема с высокими потолками и плохой теплоизоляцией. Это, как правило, заводские корпуса, склады, автобазы, крытые спортивные и концертные залы, выставочные павильоны, закрытые рынки и ангары. Для таких сооружений экономия электроэнергии, с учетом локального характера отопления, может достигать 80 %. Однако следует заметить, что бетонные полы без утепления, снижают эффективность отопления.

Если учесть, что капитальные затраты на оборудование незначительны, монтаж несложен, а профилактические и ремонтно-эксплутационные работы практически отсутствуют, становится очевидно преимущество инфракрасного отопления.

Какова же стоимость такого отопления? Естественно, у разных производителей и их дилеров в России она различная и изменяется в приделах 20 - 40 %. Так для кассетных потолков 100 Вт обойдется 25 - 30 $. Низкотемпературные потолочные обогреватели для жилых помещений будут стоить 20 - 25 $ за 100 Вт.

Высокотемпературные обогреватели для промышленных и культурно-зрелищных объектов будут стоить от 6 до 10 $ за 100 Вт.

В заключение напомним кратко преимущества и достоинства инфракрасного отопления.

Приборы, ориентированные на жилые помещения, безопасны для человека и работают бесшумно, фон электромагнитных полей ниже бытовых электроприборов, нет продуктов горения, не сжигается кислород, сохраняются естественная влажность помещения, не создаются сквозняки, не выделяются запахи.

Так как нет конвекционных потоков, пыль не циркулирует по помещению, то есть предупреждаются астматические и аллергические рецидивы. Тепло ощущается сразу после включения, окружающие предметы имеют теплые поверхности. В зависимости от потребности можно создавать зоны повышенного комфорта или равномерно прогревать помещение.

При правильном монтаже исключены поражения током и возгорания.

Оборудование не занимает жизненного пространства, увеличивается рабочая, полезная площадь, нет проблем с уборкой, мобильно, то есть легко устанавливается и демонтируется, сочетается с любым интерьером и дизайном помещения.

Инфракрасные системы не влияют на работу вентиляционных систем, позволяют эффективно отапливать здания с плохой теплоизоляцией, с высоким потолком, используются на открытых площадках и летних кафе.

Переход к электроотоплению позволяет отказаться от сложных и дорогих теплотрасс, исключаются протечки, замерзания, исчезает проблема воздушных пробок, не требуются периодические ремонтно-профилактические работы. В таком отоплении отсутствуют трубы, котлы и помещения под них, склады горючего, теплоносители.

После аварийного отключения электропитания система начинает работать после восстановления без участия человека.

Система управления и программирования позволяет регулировать температуру в широком диапазоне (5 - 30 ⁰С) в каждом помещении с высокой точностью.

Срок службы оборудования более 25 лет. ИК - обогреватели экономичнее конвекторов на 20 - 25 %, использование двухтарифной системы оплаты за электроэнергию может сократить расходы на эксплуатацию на 40 - 50 %.

Капитальные затраты несколько выше чем у электроконвекторов, но в целом ниже, чем у традиционного отопления.

Многие объекты, такие как производственные и общественные помещения с высокими потолками и плохой теплоизоляцией (склады, ангары, мастерские и т.д.) практически не имеют альтернативы инфракрасному отоплению.